專利名稱：用于發(fā)熱元件的冷卻裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，具體涉及一種用于發(fā)熱元件的冷卻裝置及方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的個人電腦等的信息處理裝置中，采用在CPU上安裝散熱片，進(jìn)而在散熱 片的上部安裝冷卻風(fēng)扇，通過空冷對CPU進(jìn)行強(qiáng)制空冷的冷卻方法。在個人電腦等的信息 處理裝置中使用的CPU，沿著高速化的道路發(fā)展，需要對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理，CPU的運(yùn) 算速度也就被迫加快，從CPU的發(fā)熱量也隨之增加，現(xiàn)有技術(shù)中采取的強(qiáng)制空冷的冷卻能 力不足。為了滿足對CPU的冷卻需求，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了水冷技術(shù)。對于現(xiàn)有的水冷技術(shù)，是通過散熱器被散熱并被冷卻的液體致冷劑流入在其金屬 框體內(nèi)形成的流路內(nèi)。雖然以往的冷卻裝置中能夠起到相應(yīng)的散熱作用，但是對于其散熱 的形式，即通過壁部擴(kuò)大液體接觸面積，也不能有效地將熱量從壁面向液體致冷劑傳遞，熱 阻大。因此，其產(chǎn)生的冷卻效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，本發(fā)明 的冷卻裝置通過主體散熱和輔助散熱，能使發(fā)熱元件的熱量得到快速散發(fā)。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，包括與發(fā)熱元件直接進(jìn)行接觸的導(dǎo)熱底座，所述導(dǎo)熱 底座為具有空腔的導(dǎo)熱底座，導(dǎo)熱底座的空腔中設(shè)有垂直的凸起，該導(dǎo)熱底座上端面的中 部設(shè)置具有空腔的輔助散熱部件，導(dǎo)熱底座的空腔與輔助散熱部件的空腔結(jié)合形成一個儲 液腔，該儲液腔中儲存有用于吸收來自于導(dǎo)熱底座熱量的冷卻液，在輔助散熱部件的一端 設(shè)置有冷卻液的流入管，輔助散熱部件的另一端設(shè)置有冷卻液的回流管，回流管上設(shè)有散 熱片，一個冷卻循環(huán)器與流入管和回流管的端部分別連接，在輔助散熱部件的左側(cè)面和右 側(cè)面均設(shè)有若干散熱鰭片。采用了上述方案，通過導(dǎo)熱底座本身可以使熱量沿導(dǎo)熱底座的水平方向傳遞，導(dǎo) 熱底座的空腔中設(shè)有垂直的凸起，通過凸起可以使發(fā)熱元件的熱量向垂直的方向傳遞，因 此，在水平和垂直方向均在熱傳遞的情況下，有利于加快發(fā)熱元件上熱量的傳遞。導(dǎo)熱底座 的空腔與輔助散熱部件的空腔結(jié)合形成一個儲液腔，該儲液腔中儲存有用于吸收來自于導(dǎo) 熱底座熱量的冷卻液，通過儲液腔中的冷卻液可以對來自于導(dǎo)熱底座上的熱量進(jìn)行快速地 吸收，對導(dǎo)熱底座進(jìn)行降溫。在輔助散熱部件的一端設(shè)置有冷卻液的流入管，輔助散熱部件 的另一端設(shè)置有冷卻液的回流管，回流管上設(shè)有散熱片，一個冷卻循環(huán)器與流入管和回流 管的端部分別連接，通過循環(huán)的方式使冷卻液流動，有利于冷卻液快速地吸收熱量。在輔助 散熱部件的左側(cè)面和右側(cè)面均設(shè)有若干散熱鰭片，散熱鰭片同樣可以加快輔助散熱部件上 熱量的散發(fā)。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖2的A向示意圖；圖3為本發(fā)明中的控制裝置的第一實施方式電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明中的控制裝置的第一實施方式電路結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明中的輔助冷卻方法的第一實施例的流程圖；圖6為本發(fā)明中的輔助冷卻方法的第二實施例的流程圖；附圖中，1為導(dǎo)熱底座，Ia為空腔，Ib為凸起，2為散熱部件，2a為空腔，2b為過渡 部，2c為連接口，3為冷卻液，4為流入管，5為回流管，6為冷卻循環(huán)器，7為散熱鰭片，8為微 控制器，9為第一溫度傳感器，10為備用儲存器，11為電磁閥，12為微控制器，13為第二溫度 傳感器，14為風(fēng)扇，15為發(fā)熱元件。
具體實施例方式參照圖1及圖2，本發(fā)明的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，包括與發(fā)熱元件15(CPU等 元器件)直接進(jìn)行接觸的導(dǎo)熱底座1，該導(dǎo)熱底座采用導(dǎo)熱性能好的金屬材料制成，例如， 銅或者鋁。導(dǎo)熱底座1為具有空腔Ia的導(dǎo)熱底座，導(dǎo)熱底座1的空腔中設(shè)有垂直的凸起 lb，該凸起位于整個空腔Ia的中部，導(dǎo)熱底座進(jìn)行吸熱時，熱量除了會向水平方向擴(kuò)散外， 通過凸起Ib還可以使熱量進(jìn)行垂直方向的擴(kuò)散。導(dǎo)熱底座1上端面的中部設(shè)置具有空腔 2a的輔助散熱部件2，實際上輔助散熱部件2是與導(dǎo)熱底座1通過鑄造一體成型，這種鑄 造方式是消失模的鑄造方式，即采用泡沫為模芯，當(dāng)泡沫受熱時會汽化，從而得到所需的空 腔。輔助散熱部件2為一個大致呈矩形的散熱塊，該散熱塊沿導(dǎo)熱底座1的縱向布置(從 圖1方向所示)，散熱塊的下端設(shè)有弧形的過渡部2b。導(dǎo)熱底座1的空腔Ia與輔助散熱部 件2的空腔2a結(jié)合形成一個儲液腔，該儲液腔中儲存有用于吸收來自于導(dǎo)熱底座熱量的冷 卻液3，冷卻液可以及時地將導(dǎo)熱底座上的熱量帶走，儲液腔中的冷卻液成為主要的散熱區(qū) 域。在輔助散熱部件2的一端設(shè)置有冷卻液的流入管4，輔助散熱部件2的另一端設(shè)置有冷 卻液的回流管5，回流管上設(shè)有散熱片5a，通過散熱片5a，可以為冷卻液中熱量的散發(fā)提供 很大幫助。輔助散熱部件2上設(shè)有兩個呈喇叭形的連接口 2c，所述流入管4和回流管5分 別與一個連接口 2c連接。輔助散熱部件2設(shè)有溝槽，所述回流管經(jīng)彎折后嵌在該溝槽中。 一個冷卻循環(huán)器6與流入管4和回流管5的端部分別連接，冷卻循環(huán)器包括一個泵和一個 儲液箱，在儲液箱中設(shè)有多個圓筒吸熱片，這些圓筒吸熱片以層疊方式設(shè)置，通過該圓筒吸 熱片有利于對冷卻液中所含熱量進(jìn)行吸收，降低冷卻液溫度。冷卻循環(huán)器6可以使冷卻液3 循環(huán)地流動起來，以利于使冷卻液3中所含的熱量有效地得到散發(fā)。在輔助散熱部件2的 左側(cè)面和右側(cè)面均設(shè)有若干散熱鰭片7。在上述冷卻裝置基礎(chǔ)上，結(jié)合如圖3所示，對于本發(fā)明的冷卻裝置來說，除了有上 述散熱部件外，還包括一個控制裝置，該控制裝置主要是輔助上述冷卻裝置降溫?？刂蒲b置 包括微控制器8以及用于檢測發(fā)熱元件15的第一溫度傳感器9，第一溫度傳感器9與微控 制器連接，冷卻循環(huán)器6與微控制器連接。微控制器8為一個單片機(jī)。對于此種方式，冷卻 循環(huán)器6主要是受微控制器8的控制，以改為冷卻液的流動速度，如果發(fā)熱元件15溫度超
5出預(yù)設(shè)值時，則微控制器會控制冷卻循環(huán)器6加速運(yùn)行，從行帶動冷卻液3快速流動，這樣 有利于加快降低發(fā)熱元件15的熱量。對于本實施方式中的控制裝置來說，還包括存有冷卻 液的備用儲存器10，該備用儲存器通過電磁閥11與冷卻循環(huán)器連通，所述電磁閥11與微 控制器連接。在備用儲存器10中儲存?zhèn)溆美鋮s液，主要是防止當(dāng)發(fā)熱元件15通過上面加 快冷卻液3的方式都無法使發(fā)熱元件15的溫度降低到所需值時，這時通過微控制器11控 制電磁閥開啟，使備用儲存器10中的備用冷卻液流入冷卻循環(huán)器6中，與冷卻液3進(jìn)行匯 合，冷卻液3中的熱量一部分通過熱傳遞方式傳遞給備用冷卻液，相對而言，冷卻液整體的 溫度比先前的溫度要低，從而有利于降低發(fā)熱元件15的溫度。如圖4，對于控制裝置而言，本發(fā)明還不局限于上述實施例，即控制裝置包括微控 制器12以及用于檢測發(fā)熱元件15的第二溫度傳感器13，以及在輔助散熱部件的上端還設(shè) 有輔助散熱的風(fēng)扇14。第二溫度傳感器13與微控制器12連接，風(fēng)扇14與微控制器12連 接。同樣地，微控制器12也為單片機(jī)，微控制器12中預(yù)設(shè)有控制軟件，其按照軟件程序進(jìn) 行工作，關(guān)于這一點(diǎn)，在下面會有相應(yīng)的記載。對于本實施方式的控制裝置，同樣地也是輔 助上述冷卻裝置降溫。參照圖3和圖5，本發(fā)明中的第一種輔助冷卻方法，提供一個微控制器8和第一溫 度傳感器9，包括以下步驟步驟(100)，初始化發(fā)熱元件15的溫度值，即在微控制器中設(shè)置一個用于比較的 溫度值，這個溫度值可以決定微控制器8是否啟動相應(yīng)的器件工作，以幫助導(dǎo)熱底座1和散 熱部件2對發(fā)熱元件15進(jìn)行散熱。步驟(101)，第一溫度傳感器9檢測發(fā)熱元件15的當(dāng)前溫度值。第一溫度傳感器 9時時檢測發(fā)熱元件15的溫度，并將檢測到地溫度值傳遞給微控制器，供微控制器進(jìn)行分 析和判斷。步驟(102)，微控制器將第一溫度傳感器提供的溫度值與初始預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn)行 運(yùn)算比較，如果發(fā)熱元件15的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則說明發(fā)熱元件15通過 導(dǎo)熱底座1和散熱部件2進(jìn)行冷卻后，其發(fā)熱量在正常的范圍以內(nèi)，無需控制冷卻循環(huán)器加 速運(yùn)行進(jìn)行輔助散熱，只需返回步驟(101)，通過第一溫度傳感器9重新對發(fā)熱元件15的當(dāng) 前溫度進(jìn)行檢測即可。步驟(103)，微控制器8將第一溫度傳感器提供的溫度值與初始預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn) 行運(yùn)算比較時，得出的結(jié)論是，如果發(fā)熱元件15的當(dāng)前的溫度值大于初始化的溫度值，則 微控制器控制冷卻循環(huán)器加速運(yùn)行，即微控制器控制冷卻循環(huán)器加速運(yùn)行，使冷卻液3的 循環(huán)流動速度加快，提高冷卻液對熱量的吸收效率。執(zhí)行完步驟(103)后，進(jìn)入步驟(104)，即通過第一溫度傳感器9繼續(xù)檢測發(fā)熱元 件15的當(dāng)前的溫度值；其目的是用于供微控制器判斷通過上面加速冷卻液流動后，輔助降 溫是否達(dá)到相應(yīng)的目的。步驟(105)，如果發(fā)熱元件15的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則說明控制 冷卻循環(huán)器加速運(yùn)行后，發(fā)熱元件15的溫度降低到所需的范圍內(nèi)，起到了冷卻效果，這時 返回到步驟(101)，通過第一溫度傳感器9重新對發(fā)熱元件15的當(dāng)前溫度進(jìn)行檢測即可。步驟(106)，微控制器8將第一溫度傳感器提供的溫度值與初始預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn) 行運(yùn)算比較時，如果得出發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值還是大于初始化的溫度值，則微控制器輸出電流到電磁閥，電磁閥開啟，備用儲存器10中的備用冷卻液流入冷卻循環(huán)器6中，與冷 卻液3進(jìn)行匯合，冷卻液3中的熱量一部分通過熱傳遞方式傳遞給備用冷卻液，冷卻液整體 的溫度比先前的溫度要低，從而有利于降低發(fā)熱元件的溫度。電磁閥通電120秒后返回步 驟(100)。當(dāng)發(fā)熱元件的溫度降低到低于預(yù)設(shè)范圍以內(nèi)，這時，微控制器控制電磁閥換向，將 冷卻循環(huán)器6中的冷卻液補(bǔ)充到備用儲存器10中。參照圖4和圖6，本發(fā)明中的第二種輔助冷卻方法，提供一個微控制器12和第二溫 度傳感器13，包括以下步驟步驟(200)，初始化發(fā)熱元件的溫度值。即在微控制器中設(shè)置一個用于比較的溫度 值，這個溫度值可以決定微控制器12是否啟動相應(yīng)的器件工作，以幫助導(dǎo)熱底座1和散熱 部件2對發(fā)熱元件進(jìn)行散熱。步驟(201)，第二溫度傳感器檢測發(fā)熱元件的當(dāng)前溫度值。第二溫度傳感器13時 時檢測發(fā)熱元件的溫度，并將檢測到地溫度值傳遞給微控制器12，供微控制器進(jìn)行分析和 判斷。步驟(202)，微控制器12將第二溫度傳感器13提供的溫度值與初始預(yù)設(shè)的溫度值 進(jìn)行運(yùn)算比較，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則說明發(fā)熱元件通過 導(dǎo)熱底座1和散熱部件2進(jìn)行冷卻后，其發(fā)熱量在正常的范圍以內(nèi)，無需啟動風(fēng)扇工作對導(dǎo) 熱底座1和散熱部件2進(jìn)行輔助降溫，返回步驟(201)，通過第二溫度傳感器13重新對發(fā)熱 元件的當(dāng)前溫度進(jìn)行檢測即可。步驟(203)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值大于初始化的溫度值，則微控制器輸出 電流到風(fēng)扇，啟動風(fēng)扇工作，通過風(fēng)扇對導(dǎo)熱底座1和散熱部件2進(jìn)行強(qiáng)制散熱，加快導(dǎo)熱 底座1和散熱部件2表面的熱量散發(fā)，使發(fā)熱元件的熱量快速傳遞，間接地加快發(fā)熱元件上 的熱量散發(fā)。風(fēng)扇工作600秒后返回步驟(201)。
權(quán)利要求
一種用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，包括與發(fā)熱元件直接進(jìn)行接觸的導(dǎo)熱底座，其特征在于所述導(dǎo)熱底座為具有空腔的導(dǎo)熱底座，導(dǎo)熱底座的空腔中設(shè)有垂直的凸起，該導(dǎo)熱底座上端面的中部設(shè)置具有空腔的輔助散熱部件，導(dǎo)熱底座的空腔與輔助散熱部件的空腔結(jié)合形成一個儲液腔，該儲液腔中儲存有用于吸收來自于導(dǎo)熱底座熱量的冷卻液，在輔助散熱部件的一端設(shè)置有冷卻液的流入管，輔助散熱部件的另一端設(shè)置有冷卻液的回流管，回流管上設(shè)有散熱片，一個冷卻循環(huán)器與流入管和回流管的端部分別連接，在輔助散熱部件的左側(cè)面和右側(cè)面均設(shè)有若干散熱鰭片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于還包括一控制裝置， 該控制裝置包括微控制器以及用于檢測發(fā)熱元件的第一溫度傳感器，第一溫度傳感器與微 控制器連接，冷卻循環(huán)器與微控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于還包括存有備用冷 卻液的備用儲存器，該備用儲存器通過電磁閥與冷卻循環(huán)器連通，所述電磁閥與微控制器 連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于還包括一控制裝置， 該控制裝置包括微控制器以及用于檢測發(fā)熱元件的第二溫度傳感器，以及在輔助散熱部件 的上端還設(shè)有輔助散熱的風(fēng)扇，第二溫度傳感器與微控制器連接，風(fēng)扇與微控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于所述輔助散熱 部件設(shè)有溝槽，所述回流管經(jīng)彎折后嵌在該溝槽中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于所述輔助散熱部件 為一個散熱塊，該散熱塊沿導(dǎo)熱底座的縱向布置，散熱塊的下端設(shè)有弧形的過渡部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，其特征在于所述輔助散熱部件 上設(shè)有兩個呈喇叭形的連接口，所述流入管和回流管分別與一個連接口連接。
8.—種如權(quán)利要求2所述的用于發(fā)熱元件的冷卻方法，其特征在于，提供一個微控制 器和第一溫度傳感器，包括以下步驟步驟(100)，初始化發(fā)熱元件的溫度值；步驟(101)，第一溫度傳感器檢測發(fā)熱元件的當(dāng)前溫度值；步驟(102)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則返回步驟(101)；步驟(103)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值大于初始化的溫度值，則微控制器控制冷卻 循環(huán)器加速運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于發(fā)熱元件的冷卻方法，其特征在于，還包括以下步驟步驟(104)，執(zhí)行完步驟(103)后，繼續(xù)檢測發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值；步驟(105)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則返回步驟(101)；步驟(106)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值還是大于初始化的溫度值，則微控制器輸出 電流到電磁閥，電磁閥通電N秒后返回步驟(100)。
10.一種如權(quán)利要求4所述的用于發(fā)熱元件的冷卻方法，其特征在于，提供一個微控制 器和第二溫度傳感器，包括以下步驟步驟(200)，初始化發(fā)熱元件的溫度值；步驟(201)，第二溫度傳感器檢測發(fā)熱元件的當(dāng)前溫度值；步驟(202)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值小于初始化的溫度值，則返回步驟(201)；步驟(203)，如果發(fā)熱元件的當(dāng)前的溫度值大于初始化的溫度值，則微控制器輸出電流 到風(fēng)扇，啟動風(fēng)扇工作，風(fēng)扇工作S秒后返回步驟(201)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于發(fā)熱元件的冷卻裝置，包括與發(fā)熱元件直接進(jìn)行接觸的導(dǎo)熱底座，所述導(dǎo)熱底座為具有空腔的導(dǎo)熱底座，導(dǎo)熱底座的空腔中設(shè)有垂直的凸起，該導(dǎo)熱底座上端面的中部設(shè)置具有空腔的輔助散熱部件，導(dǎo)熱底座的空腔與輔助散熱部件的空腔結(jié)合形成一個儲液腔，該儲液腔中儲存有用于吸收來自于導(dǎo)熱底座熱量的冷卻液，在輔助散熱部件的一端設(shè)置有冷卻液的流入管，輔助散熱部件的另一端設(shè)置有冷卻液的回流管，一個冷卻循環(huán)器與流入管和回流管的端部分別連接，在輔助散熱部件的左側(cè)面和右側(cè)面均設(shè)有若干散熱鰭片。本發(fā)明的冷卻裝置通過主體散熱和輔助散熱，能使發(fā)熱元件的熱量得到快速散發(fā)。
文檔編號H05K7/20GK101977489SQ201010536539
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者廖維秀 申請人:廖維秀